3 BADANIE WYDAJNOŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ. 1. Wprowadzenie

Transkrypt

1 3 BADANIE WYDAJNOŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ. Wprowadzene Sprężarka jet podtawowym przykładem otwartego układu termodynamcznego. Jej zadanem jet medzy nnym podwyżzene cśnena gazu w celu: uzykane czynnka napędowego do urządzeń o napędze pneumatycznym podwyżzene temperatury czynnka obegowego w zębarkach pompach cepła zwękzene gętośc dla ułatwena tranportu.. Schemat prężark tłokowej Zadane: Korzytając ze chematu opać jak dzała prężarka?.2. Przetrzeń zkodlwa z Ze względów kontrukcyjnych oraz ze względu na bezpeczeńtwo tłok prężark w lewym martwym punkce ne dochodz do amego dna cylndra. Przetrzeń cylndra z zawarta mędzy denkem tłokem no nazwę przetrzen zkodlwej. Termn ten uwypukla fakt, że prężarka z przetrzeną zkodlwą ma mnejzą wydajność od prężark dla której z 0 przy tej amej czętośc obrotów objętośc kokowej. Przyczyna obnżena wydajnośc jet natępująca: po zakończenu wytłaczana w objętośc z pozotaje pewna lość czynnka o cśnenu P t > P przy wtecznym ruchu tłoka ne będze zayana śweżej porcj czynnka zanm cśnene ne padne do P P dopero wtedy może otworzyć ę automatyczny zawór ący. W rezultace tylko część koku tłoka jet wykorzytana do napełnana. /7

2 . 3. Pozytywne wykorzytane przetrzen zkodlwej Opany w p..2 efekt może ( jet) być użyty do regulacj wydajnośc prężark tłokowej napędzanej lnkem elektrycznym o nezmennej prędkośc obrotowej. 2. Sprężark wzorcowe 2. Są to prężark w których ne ma tarca w parze tłok cylnder zawory ne tworzą t.zw. mejcowego oporu hydraulcznego przy przepływe czynnka prężane czynnka ma charakter poltropowy t.zn. wg równana : P m cont Jeżel dodatkowo z 0 prężane jet zotermczne lub adabatyczne to wzorzec jet t.zw. prężarką dealną. W przypadku prężana poltropowego z > 0 mówmy o prężarce półdealnej. Wzorce (modele) łużą do oceny termodynamcznej topna dokonałośc rzeczywtych prężarek tłokowych. 2.2 Wykre ndykatorowy Jet to grafczne przedtawene przebegu cśnena gazu w cylndrze prężark w zależnośc od położena tłoka lub chwlowej wartośc całkowtej objętośc gazu. Dla prężark dealnej wygląda jak nżej P, N m 2 z 0 P t T cont P, m 3 2/7

3 P, N m 2 P c 3 2 P m cont P m cont P 4 z, m 3 Dla półdealnej: P t cśnene na tłoczenu P cśnene na anu Dla rzeczywtej : P, N m 2 P t 3 e P z, m 3 Zadane: Opać wyjaśnć różnce mędzy tym wykream 3/7

4 2.3 Sprawność wolumetryczna Zmnejzene wydajnośc prężark wywołane przetrzeną zkodlwą ujmuje ę za pomocą wkaźnka zwanego prawnoścą wolumetryczną η υ. Dla prężark dealnej η υ Dla prężark półdealnej: (patrz wykre ndykatorowy) Dla prężark rzeczywtej (wykre!) 4 η v η v a a- należy zmerzyć korzytając z dośwadczalne uzykanego wykreu Poneważ zgodne z założenam m m Pt z P 4 to P t 4 z P n + z η v n P + t n z z P z Pt P Zadane: dla jakch wartośc tounku z P utalonych wartośc t P η v 0 Pt dla jakch wartośc utalonych wartośc z P η v 0 4/7

5 3. Napełnane zbornka Cza napełnana zbornka o objętośc z (powetrzem) od cśnena otoczena P o do cśnena P k zależy od objętośc kokowej prężark objętośc przetrzen zkodlwej z. Podcza napełnana cśnene w zbornku zmena ę. Dla prężark wzorcowej (peudodealnej) zależność cśnena od czau dana jet wzorem: Y ) + ( A (3.) z gdze: Y P m (3.2) P o A z z + z + z z (3.3) P cśnene w zbornku po wykonanu przez prężarkę obrotów (cykl!). Wartość zwązana jet z czaem pracy prężark τ jej prędkoścą obrotową n (obr/mn) wzorem: n τ (3.4) 60 Poneważ może być bardzo duże (200 < < ) to wzór (3.) można uproścć w natępujący poób: A + z z + z z (3.5) To przyblżene jet dopuzczalne poneważ loraz z / z jet wartoścą bardzo małą (<< ). Wtawając (3.5) do (3.) otrzymuje ę zukany wzór uprozczony: Y + (3.6) z + z 5/7

6 4. Op dośwadczena Dla każdej zadanej objętośc zkodlwej z, począwzy od najmnejzej (kontrukcyjnej) należy: wyrównać cśnene w zbornku z cśnenem otoczenap o, włączyć prężarkę uruchomć jednocześne toper, rejetrować czay oągana charakterytycznych wartośc cśneń P j (np. co 0,05 MPa) powetrza w zbornku, zanotować cza oągnęca cśnena końcowego τ k. Wynk zameścć w tabel: P o...hpa t o... C T o...k φ...% 07 cm 3 z cm 3 n 600 obr/mn z 30 cm 3 P j, MPa 0,05 0,0 0,5 0,20 P k τ j, τ k j z 60 cm 3 P j, MPa 0,05 0,0 0,5 0,20 P k τ j, τ k j z 90 cm 3 P j, MPa 0,05 0,0 0,5 0,20 P k τ j, τ k j 6/7

7 Wyznaczene zależnośc średnej wydajnośc m* śr prężark w funkcj objętośc zkodlwej: - oblczyć lość m powetrza zgromadzonego w zbornku po oągnęcu cśnena P k ze wzorów: P k z m k R pow T o (3.7) P o z m o R pow T o (3.8) m m k m o (3.9) - oblczyć m* śr dla każdej objętośc zkodlwej: m śr m τ k (3.0) - przedtawć w układze wpółrzędnych < z, m* śr > wyznaczoną dośwadczalne funkcję m* śr ( z). Korzytając z wynków pomarów (tabele) wyznaczyć średną wartość wykładnka m poltropy we wzorze (3.2) [DLA DOCIEKLIWYCH]. 7/7